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Dampfturbine mit Topfgehäuse, mehrstufigem Leitschaufelträger und
mit Haltekörper für diesen Die Erfindung betrifft eine Dampfturbine mit einem Außengehäuse,
das nicht in Achsebene geteilt ist, mit einem Leitschaufelträger-Haltekörper, der
nicht in Achsebene geteilt und der im Außengehäuse radial zentrisch-wärmebeweglich,
axial fest und dampfdicht gehalten ist, und mit einem mehrstufigen, in Achsebene
geteilten Leitschaufelträger, der im Haltekörper in radialer Richtung zentrisch-wärmebeweglich,
in axialer Richtung nahe dem Dampfaustrittsende fest und dampfdicht und nahe seinem
Dampfeintrittsende wärmebeweglich gehalten ist und an seiner Außenseite auf seiner
ganzen oder fast ganzen Länge dem an seinem Dampfeintrittsende herrschenden Dampfdruck
ausgesetzt ist.
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Bei den bekannten Turbinen dieser Art geschieht die wärmebewegliche
Zentrierung des Leitschaufelträgers im Haltekörper durch zylindrische oder kegelförmige
Paßflächen mit axialem Spiel; der Leitschaufelträger und der Haltekörper sind dort
verhältnismäßig dünnwandig, so daß sie wesentlich gleich schnell sich erwärmen und
abkühlen, also im gleichen Maße sich dehnen und schrumpfen. Eine derartige Bauweise
ist für kleinere Turbinenleistungen üblich.
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Bei Turbinen großer Leistung aber, also bei Turbinen ziemlich großen
Durchmessers, erfordern der Haltekörper und der Leitschaufelträger so große Wandstärke,
daß sie kaum mehr mit Sicherheit einander genügend gleich sich dehnen und schrumpfen;
dort droht also die Gefahr, daß entweder der Leitschaufelträger zuviel Spiel im
Haltekörper bekommt und daher nicht zentrisch gehalten wird oder daß der Haltekörper
vom Leitschaufelträger unzulässig hoch beansprucht wird.
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Diese Gefahr soll durch die Erfindung vermieden werden. Diese besteht
darin, daß die wärmebewegliche Zentrierung des Leitschaufelträgers im Haltekörper
am Dampfaustrittsende durch an sich bekannte Gleitführungen, welche nur radialeBewegung
gestatten, und am Dampfeintrittsende durch an sich bekannte Gleitführungen, welche
sowohl radiale als auch axiale Bewegung erlauben, geschieht. Diese Gleitführungen,
die beispielsweise aus Radialbolzen nebst aufgeschobenen Paßfedern oder Keilen bestehen
können, gestatten radial Relativbewegungen zwischen dem Leitschaufelträger und dem
Haltekörper. Solche Zentrierung eines mehrstufigen Leitschaufelträgers mittels Radialbolzen
am einen Ende und mittels Gleitkeile am anderen Ende ist bei Turbinen ohne besonderen
Haltekörper, wo also der Leitschaufelträger im Außengehäuse selbst zentriert ist,
bekannt.
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Wenn der Leitschaufelträger vielstufig, also der Haltekörper recht
lang ist, so wird dieser, wenn er wie bei der bekannten Bauart nur an seinem Dampfeintrittsende
gehalten ist, an seinem Datnpfaustrittsende ziemlich weit überhängen. Um guter Zentrierung
willen empfiehlt sich daher, daß der Haltekörper nahe seinem Dampfaustrittsende
im Außengehäuse in an sich bekannter Weise durch Gleitführungen, z. B. durch Gleitkeile
mit Radialbolzen, zentriert ist.
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Bei den bekannten Turbinen der eingangs genannten Art liegt die Teilfuge
des Außengehäuses vor dem Dampfeintritt des Haltekörpers und ist dieser ins Außengehäuse
von der Dampfeintrittsseite her eingesetzt. Da dort also der Dampfdruck an der Teilfuge
noch ziemlich hoch ist, würden bei großer Turbine solcher Bauart die Flanschen und
Bolzen des Außengehäuses recht stark und schwer sein müssen. Es empfiehlt sich daher,
daß der Haltekörper ins Außengehäuse vom Dampfaustrittsende her eingesetzt ist und
im Außengehäuse in an sich bekannter Weise mittels eines zylindrische Dichtringe
enthaltenden Zwischenringes und eines Bajonettringes gehalten wird. Solche Bauweise
ist von Turbinen, bei denen der Leitschaufelträger nicht in einen Haltekörper, sondem
ins Außengehäuse selbst eingesetzt ist, bekannt.
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Bei Dampfturbinen mit mehreren axial hintereinander angeordneten mehrstufigen
Leitschaufelträgem und so hohem Dampfdruck, daß Mehrschalen-Bauart des Gehäuses
ratsam ist, empfiehlt sich, den am Hochdruckende
befindlichen Leitschaufelträger
nebst Haltekörper in ein in Achsebene nicht geteiltes Innengehäuse einzusetzen,
das im Außengehäuse zentrischwärmebeweglich gehalten ist. Und dann empfiehlt sich
wiederum, den Haltekörper vom Dampfaustrittsende her einzusetzen und darin mittels
Bajonettringes zu befestigen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel, nämlich eine vielstufige
überdruckturbine. Das nicht in Achsebene geteilte Außengehäuse 1 ist durch einen
Deckel 2 abgeschlossen. Der Leitschaufelträger ist in zwei in Achsrichtung aufeinanderfolgende
Abschnitte 3 und 4 unterteilt. Der Abschnitt 4 hat die Form eines langgestreckten
Zylinders, während der Abschnitt 3 wesentlich kürzer gehalten ist. Die Abschnitte
3 und 4 sind in Achsebene unterteilt und dort verschraubt; die Verschraubung
ist der übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Der Leitschaufelträger 4 ist von einem Haltekörper 20 gehalten,
der durch einen langgestreckten Zylinder gebildet wird. Dieser übergreift den Leitschaufelträger
4 am Entspannungsende mit einer Ringfläche 21, wobei zur Abdichtung
ein elastischer Dichtring 22
vorhanden ist. Die Teile 4 und 20 stoßen in einer
zusätzlich zur Abdichtung dienenden Ringschulter 23 zusammen, in deren Ebene zur
wärmebeweglichen Zentrierung des Leitschaufelträgers 4 am Umfang verteilte Radialbolzen
24 liegen. Zwischen den Teilen 4
und 20 besteht an dieser Stelle also
die Möglichkeit einer radialen Wärmedehnung. In axialer Richtung sind jedoch die
beiden Teile gegeneinander durch die Ringschulter und die Radialbolzen fixiert.
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An seinem anderen Ende geht der Haltekörper 20
in einen Ringansatz
25 über, an dem er durch Paßkeile 26 in dem Außengehäuse radial beweglich zentriert
ist. Er legt sich dichtend gegen einen Ring 28 an, der sich seinerseits gegen den
Bajonettring 29 abstützt. Die Anpreßdichtung 30 ist durch Dichtungsringe
27 und 31 ergänzt.
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Mit den beschriebenen Teilen ist also eine wärmebewegliche Verbindung
zwischen den Teilen 4 und 20
am rechten Ende und zwischen dem Teil
211 und dem Außengehäuse 1 am linken Ende hergestellt. Das rechte Ende des Haltekörpers
20 ist durch weitere Radialbolzen 35 mit Gleitsteinen 34, die in Nuten des
Haltekörpers 20 gleiten, gegenüber dem Außengehäuse 1 wärmebeweglich zentriert.
Die letzterwähnten Radialbolzen sitzen in einem zusätzlichen Bauteil 37; der in
dem Gehäuseflansch zentriert ist und mit einem Dampfführungsschirm 36 verbunden
ist, welcher den aus der Beschaufelung austretenden Dampf in den mittleren Abschnitt
des Gehäuses ableitet. An seinem linken Ende ist der Leitschaufelträger 4 ebenfalls
unter Verwendung von am Umfang verteilten Radialbolzen 33: mit in Nuten verschiebbaren
Gleitsteinen 33 axial und radial wärmebeweglich gegenüber dem Flanschende des Haltekörpers
20 wärmebeweglich zentriert.
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Wie die Figur näher erkennen läßt, kann in gleicher Weise wie auf
der Seite geringeren Druckes auch auf der Hochdruckseite der Turbine der Erfindungsgedanke
bei dem der Hochdruckseite zugeordneten Leitschaufelträger angewendet werden. Hierbei
wird der Haltekörper für den an seinen beiden Enden in ihm radial zentrisch-wärmebeweglich
und an einem f Ende axial-wärmebeweghch abgestützten Hochdruckleitschaufelträger
in einem zusätzlichen topfförmigen Innengehäuse abgestützt. In der Zeichnung bedeutet
5 dieses Innengehäuse, das durch eine Labyrinthdichtung 6 gegen die Welle 7 abgedichtet
ist und durch das die Düseneinsätze hindurchgeführt sind; es stützt sich in einer
Fläche 8 gegen das Außengehäuse 1 ab und ist in ihm über Radialbolzen 9 zentrisch-wärmebeweglich
aufgehängt. In dieses Innengehäuse 5 ist der Haltekörper 11 für den Leitschaufelträger
3 zentrisch eingesetzt und durch Ringe 12 abgedichtet. Die Teile 3 und 11 stoßen
in einer Ringfläche 14 aneinander und sind in der Ebene dieser Fläche durch Bolzen
gegeneinander zentriert. Der Ring 11 legt sich gegen einen Knaggenring 16, der sich
seinerseits gegen das Innengehäuse 5 abstützt. Damit liegt also die Ebene 14 fest.
Der Leitschaufelträger 3 kann sich infolgedessen nach links dehnen. Um ihn dabei
zu zentrieren, sind Gleitsteine 17 eingepaßt, in die die Radialbolzen 18 eingreifen.
Auf diese Weise ergibt sich eine sowohl radiale wie axiale Dehnungsmöglichkeit unter
Beibehaltung der zentrischen Lage. Leitschaufelträger 3 und Haltekörper
11
sind schließlich noch durch einen Ring 19 mit axialer Verschiebungsmöglichkeit
gegeneinander abgedichtet.
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Der Zusammenbau der Maschine läßt sich verhältnismäßig leicht verwirklichen
und geht folgendermaßen vor sich: Als erster Teil wird das Innengehäuse 5 in das
Außengehäuse 1 eingesetzt und durch die Radialbolzen 9 gehalten. Das Einsetzen der
Düseneinsätze interessiert in diesem Zusammenhang nicht. Außerhalb des Außengehäuses
1 wird der Leitschaufelträger 3 mit seinen beiden Hälften über die Beschaufelung
gesetzt und der Haltekörper 11 übergeschoben; Gleitsteine 17 und Radialbolzen
15 und 18 werden eingesetzt. Außerdem wird der Leitschaufelträger
4 aufgesetzt. Jetzt werden diese Bauteile zusammen mit der Welle ins Außengehäuse
1 eingeschoben, wobei die Ringe 12 in ihre Gegennuten eingreifen. Der Ring 16 wird
eingebracht und gedreht, so daß der Knaggenverschluß hergestellt ist. Nunmehr wird
der Haltekörper 20 übergeschoben. Die Gleitsteine 32 sind dabei durch
Schrauben lose gehalten und führen sich beim Einschieben in ihre Paßnuten ein. Der
Ring 30 wird eingefügt und der Knaggenring 29 davorgesetzt. Die Radiälbolzen
24 werden eingesetzt. Hierauf wird der Schirm 36 mit den Gleitsteinen
34 eingeschoben und der Deckel 2 aufgesetzt, und der Zusammenbau ist beendet.